2025-01-25 19:16:44
Какой объем водорода (H2) можно получить, если имеется 200 мл этанола (C2H5OH) с плотностью 0.86 г/моль и содержанием 40%, а также 2.3 г натрия (Na)?
Химия 11 класс Реакции с водородом и получение водорода из органических веществ объём водорода этанол Плотность натрий химические реакции 11 класс расчет объема химия формулы Молекулы
2025-01-25 19:17:11
Чтобы определить объем водорода, который можно получить, нам нужно сначала рассчитать, сколько этанола и натрия у нас есть в реакции, а затем использовать стехиометрию для нахождения объема водорода.
Шаг 1: Рассчитаем массу этанола в растворе- Объем раствора этанола = 200 мл.
- Плотность раствора = 0.86 г/мл.
- Масса раствора = объем × плотность = 200 мл × 0.86 г/мл = 172 г.
- Содержание этанола = 40%, значит, масса этанола = 172 г × 0.40 = 68.8 г.
- Молярная масса этанола (C2H5OH) = 2(12) + 6(1) + 16 = 46 г/моль.
- Количество вещества этанола = масса / молярная масса = 68.8 г / 46 г/моль ≈ 1.49 моль.
- Молярная масса натрия (Na) = 23 г/моль.
- Количество вещества натрия = масса / молярная масса = 2.3 г / 23 г/моль ≈ 0.1 моль.
Реакция между натрием и этанолом происходит по следующему уравнению:
2 Na + 2 C2H5OH → 2 C2H5ONa + H2
Из уравнения видно, что 2 моль натрия реагируют с 2 моль этанола, образуя 1 моль водорода.
Шаг 5: Определим, какой реагент является лимитирующим- Для 0.1 моль натрия необходимо 0.1 моль этанола (по уравнению 1:1).
- У нас есть 1.49 моль этанола, следовательно, натрий является лимитирующим реагентом.
- Согласно уравнению, 2 моль натрия дают 1 моль водорода.
- Следовательно, 0.1 моль натрия даст 0.05 моль водорода.
- При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22.4 л.
- Объем водорода = количество вещества × объем 1 моля газа = 0.05 моль × 22.4 л/моль = 1.12 л.
Ответ: Объем водорода, который можно получить, составляет 1.12 литра.
